WO2011059111A1 - 流体混合器 - Google Patents

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WO2011059111A1
WO2011059111A1 PCT/JP2010/070628 JP2010070628W WO2011059111A1 WO 2011059111 A1 WO2011059111 A1 WO 2011059111A1 JP 2010070628 W JP2010070628 W JP 2010070628W WO 2011059111 A1 WO2011059111 A1 WO 2011059111A1
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fluid
channel
spiral
branch
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PCT/JP2010/070628
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Inventor
崇 山田
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旭有機材工業株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/432—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction with means for dividing the material flow into separate sub-flows and for repositioning and recombining these sub-flows; Cross-mixing, e.g. conducting the outer layer of the material nearer to the axis of the tube or vice-versa
    • B01F25/4323—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction with means for dividing the material flow into separate sub-flows and for repositioning and recombining these sub-flows; Cross-mixing, e.g. conducting the outer layer of the material nearer to the axis of the tube or vice-versa using elements provided with a plurality of channels or using a plurality of tubes which can either be placed between common spaces or collectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/433—Mixing tubes wherein the shape of the tube influences the mixing, e.g. mixing tubes with varying cross-section or provided with inwardly extending profiles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01F25/433—Mixing tubes wherein the shape of the tube influences the mixing, e.g. mixing tubes with varying cross-section or provided with inwardly extending profiles
    • B01F25/4331—Mixers with bended, curved, coiled, wounded mixing tubes or comprising elements for bending the flow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/434—Mixing tubes comprising cylindrical or conical inserts provided with grooves or protrusions

Definitions

  • the present invention relates to a fluid mixer used for fluid transport piping in various industries such as chemical factories, semiconductor manufacturing fields, food fields, medical fields, and bio fields, and in particular, concentration distribution and temperature distribution in the fluid flow direction.
  • the present invention relates to a fluid mixer that can be uniformly mixed, mixed and stirred.
  • the static mixer element 101 is a series of a plurality of minimum unit members that are twisted 180 degrees around the longitudinal axis of the rectangular mixer element 101 in a series so that the twist directions are alternately different. It has a combined structure.
  • a static mixer is formed by disposing the static mixer element 101 in the tube 102, attaching the mail connector 103 to both ends of the tube 102, attaching the flare 105, and tightening the tightening nut 104.
  • the outer diameter of the static mixer element 101 is designed to be approximately equal to the inner diameter of the tube 102 so that the fluid is effectively stirred.
  • the concentration distribution in the radial direction of the pipe is evenly uniform as shown in FIG. 19a.
  • the concentration distribution in the axial direction (flow direction) cannot be made uniform. Therefore, for example, when water and a chemical solution are mixed and flowed upstream of the static mixer, if the mixing ratio of the chemical solution temporarily increases, the static mixer passes through the static mixer in a state where the concentration is partially increased in the flow path.
  • a method of flowing a fluid (not shown) and the like can be mentioned.
  • a large space is required to install the tank, and the apparatus becomes large.
  • a pump, piping, etc. are needed for transporting a fluid again from a tank, the number of members to use increases and the cost for constructing a piping line generate
  • fluid stays in the tank, which causes generation of bacteria. The bacteria generated in the tank flow into the piping line and adhere to the semiconductor wafer in the semiconductor production line, causing defective products.
  • the object of the present invention has been made in view of the problems of the prior art as described above, and is a fluid having a compact configuration that can uniformly mix and agitate the concentration distribution and temperature distribution in the flow direction of the fluid and mix them. It is to provide a mixer.
  • the present invention is a fluid mixer having a mixing channel for mixing different kinds of fluids, the mixing channel being a main channel composed of a first channel and a second channel, and a first channel around the first channel.
  • a plurality of branches that are formed substantially concentrically with respect to one flow path and communicate with one end of the spiral flow path and a plurality of locations in the flow direction of the first flow path and the outer spiral flow path.
  • the plurality of branch channels communicate with at least one of the main channel or the spiral channel at a position eccentric from the central axis of at least one of the main channel or the spiral channel.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a fluid mixer according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an apparatus for measuring the concentration of fluid using the fluid mixer of FIG.
  • FIG. 3 is a graph in which the concentration on the upstream side of the fluid mixer of FIG. 2 is measured.
  • FIG. 4 is a graph obtained by measuring the concentration on the downstream side of the fluid mixer of FIG.
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a fluid mixer according to the second embodiment of the present invention.
  • 6 is a vertical cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
  • FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a fluid mixer in which the position of the communication hole in FIG. 5 is changed.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a fluid mixer according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an apparatus for measuring the concentration of fluid using the fluid mixer of FIG.
  • FIG. 3 is a
  • FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a fluid mixer in which the communication hole of FIG. 5 is inclined.
  • FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a different mounting structure of the cylindrical body in the fluid mixer according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing a different structure of the first flow path in the fluid mixer according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing another structure of the fluid mixer according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing a structure in which a static mixer element of a fluid mixer according to a second embodiment of the present invention is installed.
  • FIG. 13 is a perspective view which shows schematic structure of the fluid mixer which concerns on 3rd embodiment of this invention.
  • FIG. 13 is a perspective view which shows schematic structure of the fluid mixer which concerns on 3rd embodiment of this invention.
  • FIG. 14 is a longitudinal sectional view showing a fluid mixer according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a longitudinal sectional view showing a different mounting structure of a cylindrical body in a fluid mixer according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a longitudinal sectional view showing a fluid mixer according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a longitudinal sectional view showing a fluid mixer according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a longitudinal sectional view showing a conventional static mixer.
  • FIG. 19a is a schematic diagram showing a fluid stirring state of the static mixer of FIG.
  • FIG. 19b is a schematic diagram showing a fluid stirring state of the static mixer of FIG.
  • FIG. 20 is a longitudinal sectional view showing a branch dilution apparatus as a comparative example of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a fluid mixer according to a first embodiment.
  • This fluid mixer has a mixing channel for mixing different kinds of fluids.
  • the mixing channel is formed by a tube made of, for example, PFA (tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin). Note that the mixing channel can be formed of other materials such as metal piping.
  • the mixing channel includes a fluid inlet 5 through which fluid flows, a first channel 1 having the fluid inlet 5 provided at one end, a fluid outlet 6 through which fluid flows out, and a fluid outlet at the opposite end of the fluid inlet 5.
  • a second flow path 3 provided with 6, a spiral flow path 2 disposed concentrically around the flow paths 1 and 3 as a central axis of the spiral, and the first flow path 1 or the second flow
  • branch channels 4a to 4e that connect the channel 3 and the spiral channel 3 at a plurality of locations in the flow direction.
  • the 1st flow path 1 and the 2nd flow path 3 are the linear flow paths arrange
  • a fluid inlet side end of the second channel 3 is connected to one end of the spiral channel 2.
  • the first flow path 1 is branched from the first flow path 1 from a plurality of locations in the flow direction to the spiral flow path 2, and five substantially straight lines, that is, five straight lines or substantially straight branch lines 4a to 4e are extended. .
  • Each of the branch flow paths 4a to 4e extends in a substantially vertical plane with respect to the first flow path 1, that is, in a vertical or substantially vertical plane, and the branch flow path 4a located closest to the fluid inlet 5 side has a spiral flow. Connected to the other end of the path 2.
  • the plurality of branch channels 4 a to 4 e branch from different positions of the spiral channel 2 and are connected to the first channel 1 at different positions of the first channel 1.
  • the plurality of branch channels 4 a to 4 e are connected to positions eccentric to the central axis of the first channel 1, and are respectively positioned to eccentric to the central axis of the spiral channel 2. It is connected. That is, the extension line of the central axis of the branch flow paths 4 a to 4 e does not intersect the central axis of the first flow path 1 and does not intersect the central axis of the spiral flow path 2.
  • the central axis is an axis passing through the center of the flow path cross-sectional area.
  • the chemical solution which is partially concentrated in the flow path is supplied from the fluid inlet 5 It flows into one flow path 1.
  • This partially flowing chemical solution flows through the branch flow path 4 a when passing through the location where the branch flow path 4 a of the first flow path 1 is connected, and passes through the spiral flow path 2.
  • the remaining chemical liquid flows to the downstream side of the first flow path 1, and a part of the chemical liquid branches when the remaining chemical liquid that is partially concentrated and flows through the place where the branch flow path 4b is connected. It flows through the flow path 4 b and flows through the spiral flow path 2 to the second flow path 3.
  • the remaining chemical liquid flows to the downstream side of the first flow path 1, and the remaining chemical liquid that is partially concentrated and flows is connected to the branch flow path 4c in the same manner as the chemical liquid that flows through the branch flow path 4b. A part of which flows through the branch channel 4 c and flows through the spiral channel 2 to the second channel 3.
  • the remaining chemical liquid that is partially concentrated and flows flows through the branch flow paths 4d and 4e, and then passes through the spiral flow path 2 to the second flow path 3. And flow.
  • the chemical liquid flowing through the second flow path 3 flows out from the fluid outlet 6.
  • the partially concentrated chemical liquid flowing through the branch flow path 4e flows with the other partial concentration because the length of the flow path from the fluid inlet 5 to the fluid outlet 6 is the shortest. It flows out from the fluid outlet 6 earlier than the chemical solution.
  • a time difference is generated in the order of the branch flow path 4d, the branch flow path 4c, the branch flow path 4b, and the branch flow path 4a, and a part of the flowing chemical solution flows out from the fluid outlet 6 partly.
  • the chemical solution that is partially concentrated in the flow channel flows while being divided into five while producing a time difference by the fluid mixer, and is mixed with each of the chemical solutions that are not concentrated,
  • the concentration distribution in the fluid flow direction can be made uniform and the fluid can be mixed well.
  • the chemical solution since the branch channels 4 a to 4 e are respectively connected to positions eccentric to the central axis of the spiral channel 2, the chemical solution generates a flow that spirals along the inner wall of the spiral channel 2. (See arrow in FIG. 5). For this reason, together with the spiral flow in the spiral flow path 2, a spiral flow is also generated in a direction perpendicular to the central axis of the spiral flow path. As a result, the chemical solution is efficiently stirred in the spiral flow path 2, and the fluid is mixed in the radial direction while mixing in the fluid flow direction is maintained. As a result, the fluid can be mixed simultaneously by the fluid mixer in the fluid flow direction and the radial direction.
  • the concentration of the chemical is partially increased and the flowing chemical is divided into approximately five equal parts, so the concentration distribution in the fluid flow direction is more uniform and uniform. Can be mixed.
  • the branch channels 4a to 4e are provided at equal intervals along the axis of the first channel 1, but each branch channel 4a to 4e is provided.
  • the position to be connected may be set freely, and the cross-sectional area of the spiral flow path 2 is changed from the connected one end to the other end of the second flow path 3. You may make it small gradually toward.
  • the number of branch flow paths 4a to 4e is not particularly limited.
  • the concentration distribution in the fluid flow direction can be made more uniform and uniform.
  • a description will be given of the fact that the concentration distribution in the fluid flow direction is uniformized by dividing the chemical solution that is partially concentrated and flowing by the fluid mixer.
  • Densitometers 19 and 20 are installed on the downstream side, and a device for mixing and flowing pure water and chemicals from the upstream side is created.
  • FIG. 3 shows the characteristics obtained by the densitometer 19 installed on the upstream side of the fluid mixer.
  • the horizontal axis is the elapsed time
  • the vertical axis is the concentration.
  • h1 a peak as shown in the figure appears.
  • FIG. 4 shows the characteristics obtained by the densitometer 20 installed on the downstream side of the fluid mixer.
  • the concentration peak is dispersed into five, and the height of the peak (h2) is about 1/5.
  • the interval t1 between the peaks of the concentration corresponds to the time from when the fluid passes through the position of the branch channel 4a in the first channel 1 to the branch channel 4b.
  • t2 is the branch flow.
  • t3 corresponds to the time from the branch channel 4c to the branch channel 4d
  • t4 corresponds to the time from the branch channel 4d to the branch channel 4e.
  • the intervals t1 to t4 at which the peak (h2) appears can be changed.
  • the height of the peak (h2) can be suppressed to a height that is divided by the number of branch channels with respect to the peak (h1) on the upstream side.
  • the concentration peak shown in FIG. 3 may be slightly lowered depending on the fluid flow, but the peak (h1) appears almost unchanged.
  • the fluid inlet 5 is used as the fluid inlet and the fluid outlet 6 is used as the fluid outlet, so that the fluid flows from the fluid inlet to the fluid outlet. An effect can be obtained.
  • the fluid outlet 6 serves as a fluid inlet and the fluid inlet 5 serves as a fluid outlet.
  • the distance of the flow path from the fluid inlet section to the fluid outlet section varies depending on whether the fluid passes through the branch flow paths 4a to 4e.
  • the concentration distribution in the fluid flow direction can be made more uniform and uniform.
  • the mixing in the radial direction since the branch channels 4a to 4e are respectively connected at positions eccentric with respect to the axis of the first channel 1, the second channel 3 passes through the spiral channel 2. Then, the chemical solution branched in the branch flow paths 4a to 4e generates a flow that swirls along the inner wall of the first flow path 1 (see arrows in FIG. 6).
  • the fluid is branched and merged, whereby the chemical solution is stirred in the first flow path 1 and mixing in the radial direction is performed. Further, by generating a swirling flow in the flow path, dead space in the flow path can be eliminated and fluid retention can be prevented.
  • the unevenness of the concentration distribution is described.
  • the same effect can be obtained for the uniform temperature distribution in the flow direction when hot water and cold water are mixed and flowed. It can also be used for water heaters for the purpose of uniform temperature distribution. In this case, it is possible to make the temperature uniform in the flow direction of the fluid partially heated in the flow path, thereby stabilizing the temperature and preventing the hot water from flowing out.
  • FIG. 20 is a comparative example of the present embodiment and shows another method for avoiding uneven density distribution in the axial direction (flow direction).
  • FIG. 20 shows a branch dilution apparatus that dilutes a fluid by branching a flow path.
  • This apparatus is an apparatus for analyzing a sample solution flowing through a narrow tube 111 at a constant speed, and is provided with a branching portion 112 for branching the flowing sample into a plurality of flow paths in the middle of the flow path. To shunt. Then, the inner diameters and lengths of the narrow tubes 113 and 114 of each branch flow path are changed and merged again at the merge section 116 in front of the detector 115, and diluted using the time difference at which the sample solution is detected.
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a fluid mixer according to the second embodiment
  • FIG. 6 is an AA longitudinal sectional view of FIG.
  • a fluid mixer having a mixing channel is formed by a substantially columnar, that is, a columnar or substantially columnar main body 7 and a cylindrical body 14 fitted to the outer peripheral surface of the main body 7. It is formed.
  • the main body 7 is made of PTFE (polytetrafluoroethylene), and a first flow path 9 and a second flow path 11 as main flow paths are separated from each other on the central axis of the main body 7 in the main body 7.
  • a fluid inlet 8 that communicates with an end of the first flow path 9 (an end opposite to the second flow path 11) is provided on one end face of the main body 7, and an end of the second flow path 11 is provided on the other end face.
  • a fluid outlet 10 communicating with the portion (the opposite end portion of the first flow path 9) is provided.
  • a spiral groove 12 is provided on the outer peripheral surface of the main body 7, and the bottom surface of the spiral groove 12 is formed in a substantially arc shape.
  • the substantially arc shape may be a gentle curve, and may be any of a circular shape, an elliptical shape, a semicircular shape, a semielliptical shape, and the like.
  • the end portion of the second flow path 11 is bent outward in the radial direction, and is connected to the end portion of the spiral groove 12 on the fluid outlet 10 side.
  • a plurality of communication holes 13 that are substantially linear, that is, straight or substantially linear, are opened as branching channels that communicate with the first channel 9 in a predetermined phase in the circumferential direction.
  • the communication hole 13 located closest to the 8 side communicates with the end of the spiral groove 12 on the fluid inlet 8 side.
  • the communication hole 13 is provided in a circumferentially symmetric phase, but the phase in which the communication hole 13 is provided is not limited to this.
  • Each communication hole 13 may be formed so as to communicate with a position shifted laterally from the central axis of the spiral groove 12, for example, a position along the groove side surface.
  • the communication hole 13 may be formed from the groove side surface on the fluid inlet 8 side as shown in FIG. 5, or the communication hole 38 may be formed from the groove side surface on the fluid outlet 10 side as shown in FIG. .
  • a communication hole 39 may be provided obliquely with respect to the axis of the first flow path 9 from the first flow path 9 to the spiral groove 12, or these may be combined.
  • the cylindrical body 14 is a housing made of a PFA tube, and is formed in a substantially cylindrical shape, that is, a cylinder or a substantially cylindrical shape.
  • the inner diameter of the cylindrical body 14 is substantially the same as the outer diameter of the main body 7, and the cylindrical body 14 is sealed to the outer peripheral surface of the main body 7 by shrink fitting between the main body 7 and the cylindrical body 14 that is a tube. It is fitted in the state.
  • a spiral flow path 15 is formed by the spiral groove 12 of the main body 7 and the inner peripheral surface of the cylindrical body 14.
  • casing may be formed with other than a soft member like a tube, and may be formed with a hard member.
  • the shape of the housing may be other than a cylindrical body, for example, a rectangular parallelepiped.
  • cylindrical body 14 and the main body 7 may be fixed by any method as long as they are fitted in a sealed state, and may be fixed by welding or adhesion other than shrink fitting.
  • a cylindrical body 17 made of PFA tube is tightly fitted to the main body portion 16, and a cap nut 18 is screwed to both ends of the main body portion 16 to seal the cylindrical body 17 to the outer peripheral surface of the main body portion 16. You may fix in the state where it was done.
  • a substantially cylindrical cylindrical body 28 is fitted to the main body 27, and both ends of the cylindrical body 28 are fixed to the outer peripheral surface of the main body 27 by a seal ring 30 by cap nuts 29. You may do it.
  • the operation in that the concentration distribution in the fluid flow direction is uniformized is the same as in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.
  • the communication holes 13 are respectively connected to positions eccentric to the central axis of the spiral flow path 15, the chemical solution generates a flow that spirals along the inner wall of the spiral flow path 15 (arrow in FIG. 5). ).
  • the flow path repeats branching and merging, whereby the chemical solution is stirred in the spiral flow path 15 and the fluid is mixed in the radial direction.
  • the bottom surface of the spiral groove 12 is formed in a substantially circular arc shape, a vortexing flow can be generated more smoothly, and liquid remaining on the inner wall of the spiral flow path 15 can be suppressed.
  • the fluid can be mixed simultaneously in the flow direction and the radial direction by the fluid mixer. Further, by generating a swirling flow in the flow path, dead space in the flow path can be eliminated and fluid retention can be prevented.
  • the communication hole 13 that allows the inner peripheral surface of the first flow path 9 and the bottom surface of the spiral groove 12 to communicate with each other can be easily formed. The number can be set freely. For this reason, the time difference of the fluid flow can be finely and evenly adjusted, and the concentration distribution in the fluid flow direction can be made more uniform and uniform.
  • the fluid mixer of the present embodiment has a complicated flow channel shape, the flow channel is relatively easy to process and the number of parts is small, so that the fluid mixer can be easily manufactured. Can do.
  • the fluid mixer can be reduced in size, and the fluid mixer can be installed without taking up piping space.
  • the construction is completed simply by connecting the fluid inlet 8 and the fluid outlet 10 with a joint or the like, so that the piping construction is easy and the piping is performed in a short time. be able to.
  • the communication holes 13 are formed so that the communication holes 13 are connected to positions eccentric from the central axis of the first flow path 9 as shown in FIG. Thereby, when the fluid is flowed in the reverse direction, the chemical liquid branched by the communication hole 13 through the spiral flow path 15 generates a flow that vortexes along the inner wall of the first flow path 9 (FIG.
  • the communication holes 13 are preferably formed so that their cross-sectional areas are substantially the same. As a result, the flow rates of the fluid divided by the respective communication holes 13 are equal to each other, and the fluid flowing into the fluid mixer is divided approximately equally by the number of the communication holes 13 and flows with a time difference from each other.
  • the concentration distribution can be made uniform without unevenness. As shown in FIG.
  • the inner peripheral surface of the first flow path 22 is formed with a diameter gradually reduced from the fluid inlet 23 side toward the downstream portion (fluid outlet 24 side). This is because the fluid flowing through the first flow path 22 is divided from each communication hole 26 and flows into the spiral flow path 25, so that pressure loss occurs, and the flow velocity on the downstream side of the first flow path 22 decreases. This is a consideration of the point.
  • gradually reducing the passage cross-sectional area of the first flow path 22 toward the downstream side in the flow direction the fluid flows at a constant speed even when pressure loss occurs, and the time difference between the divided and flowing fluids can be stabilized. Moreover, as shown in FIG.
  • the spiral flow path 31 is formed so that the cross-sectional area of the passage gradually decreases from one end where the second flow path 32 is connected to the other end. This is because when the fluid is flowed in the reverse direction, the fluid flowing through the spiral flow path 31 is divided by the fluid from the respective communication holes 33 to cause pressure loss, and the flow velocity on the downstream side of the spiral flow path 31 is reduced. This is a consideration of the point. By gradually reducing the cross-sectional area of the spiral flow path 31 toward the downstream side in the flow direction, the fluid flows at a constant speed even when pressure loss occurs, and the time difference between the divided and flowing fluids can be stabilized.
  • FIG. 3 As a method of gradually reducing the passage cross-sectional area of the spiral channel 31 from one end (the fluid outlet 35 side) connected to the second channel 32 toward the other end (the fluid inlet 34 side), FIG. As shown in FIG. 3, the bottom surface positions (inner diameters of the spiral grooves) of the spiral grooves are made equal to each other, and the outer peripheral surface of the main body 27 is formed so as to gradually expand from the fluid inlet 34 side toward the fluid outlet 35 side.
  • the spiral flow path 31 may be formed by fitting the cylindrical body 28 in accordance with the outer peripheral surface shape.
  • a spiral groove is formed so that the depth of the spiral groove provided in the main body 27 gradually increases from the fluid inlet 34 side toward the fluid outlet 35 side (not shown), or the width of the spiral groove is increased.
  • a spiral groove may be formed so as to become gradually narrower (not shown), or a spiral channel may be formed by combining these.
  • a static mixer element 37 may be disposed in the second flow path 36.
  • the static mixer element 37 is composed of a plurality of twisted plates that are alternately twisted in the reverse direction by a predetermined angle around the axis of the flow path and connected in series, and the fluid flows through the second flow path 36 in which the static mixer element 37 is disposed. When the fluid passes, the fluid is alternately agitated in the reverse direction along the twisted plate, and mixing in the radial direction is performed.
  • FIG. 13 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of the fluid mixer according to the third embodiment.
  • pipes and the like are connected to form a fluid mixer to form a mixing channel.
  • the fluid mixer includes a fluid inlet 45 into which a fluid flows, a first channel 41 provided with a fluid inlet 45 at one end, and a first channel 41 around the first channel 41 with the spiral channel as a central axis.
  • the flow path 43 has five branch flow paths 44 a to 44 e that are branched from a plurality of locations in the flow direction of the first flow path 41 and connected to the spiral flow path 42.
  • the branch flow path 44e located farthest from the fluid inlet 45 side is connected to the other end of the spiral flow path 42.
  • the plurality of branch flow paths 44 a to 44 e are connected to positions eccentric to the central axis of the first flow path 41 and are connected to positions eccentric to the central axis of the spiral flow path 42. .
  • the operation of the fluid mixer according to the third embodiment of the present invention will be described.
  • the chemical solution that is partially concentrated in the flow path flows from the fluid inlet 45 to the first position. It flows into one flow path 41.
  • the remaining chemical liquid flows to the downstream side of the first flow path 41, and the remaining chemical liquid that is partially concentrated and flows partially when it flows through the place where the branch flow path 44b is connected. It flows through the branch channel 44 b and flows through the spiral channel 42 to the second channel 43.
  • the remaining chemical liquid flows to the downstream side of the first flow path 41, and the remaining chemical liquid that is partially concentrated and flows is connected to the branch flow path 44c in the same manner as the chemical liquid that flows through the branch flow path 44b. A part of which flows through the branch channel 44 c and flows through the spiral channel 42 to the second channel 43.
  • the remaining chemical liquid that is partially concentrated and flows flows through the branch channels 44d, 44e, through the spiral channel 42 to the second channel 43. Flowing.
  • the chemical liquid that has flowed through the second flow path 43 flows out from the fluid outlet 46.
  • the partially concentrated chemical liquid flowing through the branch flow path 44a passes through the shortest route, and the fluid outlet exits earlier than the other partially concentrated chemical liquid flowing through the second flow path 43. 46 flows out.
  • each of the chemicals flowing in a partially concentrated manner passes through each of the routes that gradually become longer in the order of the branch channel 44b, the branch channel 44c, the branch channel 44d, and the branch channel 44e. And flows out from the fluid outlet 46.
  • the chemical liquid that is partially concentrated in the flow path flows into five parts by the fluid mixer and flows with a time difference, and is mixed with the chemical liquid that is not concentrated,
  • the concentration can be made uniform in the fluid flow direction.
  • the time difference can be made clearer.
  • the branch channels 44a to 44e are respectively connected to positions eccentric with respect to the central axis of the spiral channel 42, the chemical solution generates a flow that spirals along the inner wall of the spiral channel 42. (See arrow in FIG. 14).
  • a spiral flow is also generated in a direction perpendicular to the central axis of the spiral channel 42 together with the spiral flow in the spiral channel 42. Accordingly, the chemical solution is efficiently stirred in the spiral flow path 42, and the fluid is mixed in the radial direction while maintaining mixing in the fluid flow direction. As a result, the fluid can be mixed simultaneously by the fluid mixer in the fluid flow direction and the radial direction. Further, by generating a swirling flow in the flow path, dead space in the flow path can be eliminated and fluid retention can be prevented. 13 are provided at equal intervals along the axis of the first flow path 41. In order to adjust the time difference between the fluids flowing through the branch flow paths 44a to 44e, the branch flow paths 44a to 44e in FIG.
  • the position connected to the first flow path 41 may be freely changed, and the cross-sectional area of the spiral flow path 42 gradually decreases from one end where the second flow path 43 is connected to the other end.
  • the spiral flow path 42 may be formed, and the number of branch flow paths 44a to 44e is not limited to that described above. By providing a larger number of branch flow paths 44a to 44e, the concentration distribution in the fluid flow direction can be made more uniform and uniform.
  • the fluid inlet and the fluid outlet are described for convenience of explanation of the operation, but the same effect can be obtained even if the fluid is flowed in the opposite direction.
  • FIG. 14 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of the fluid mixer according to the fourth embodiment.
  • a fluid mixer having a mixing channel is formed by the main body 47 and the cylindrical body 52, as in the second embodiment.
  • the main body 47 is made of PTFE and has a substantially cylindrical shape.
  • a first flow path 49 as a main flow path is provided on the central axis of the main body 47 in the main body 47, and a fluid inlet 48 communicating with one end of the first flow path 49 is provided on one end surface of the main body 47. Is provided.
  • a spiral groove 50 is provided on the outer peripheral surface of the main body 47, and the bottom surface of the spiral groove 12 is formed in a substantially arc shape.
  • a second flow path 55 that passes through the peripheral wall of the cylindrical body 52 in the radial direction is connected to one end of the spiral groove 50 on the fluid inlet 48 side.
  • the main body portion 47 has a plurality of linear communication holes 51 that communicate the spiral groove 50 and the first flow path 49 from the bottom surface of each spiral groove 50 to the inner peripheral surface of the first flow path 49 at a predetermined phase in the circumferential direction.
  • the communication hole 51 located farthest from the fluid inlet 48 side communicates with the other end of the spiral groove 50.
  • Each communication hole 51 is formed so as to communicate with the spiral groove 50 at a position shifted laterally along the axial direction of the first flow path 49 from the central axis of the spiral groove 50, for example, along a groove side surface. ing.
  • each communication hole 51 is provided on the groove side surface of the main body portion 47 on the fluid inlet 48 side.
  • the communication hole 51 may be provided on the groove side surface of the main body portion 47 on the opposite side to the fluid inlet 48.
  • the communication holes 51 may be provided in an oblique direction with respect to the first flow path 49 from the first flow path 49 toward the spiral flow path 53.
  • the cylindrical body 52 is a housing made of PP (polypropylene) and is formed in a substantially cylindrical shape.
  • the inner diameter of the cylindrical body 52 is substantially the same as the outer diameter of the main body 47, and the cylindrical body 52 is fitted in a state of being sealed to the outer peripheral surface of the main body 47 by shrink fitting.
  • the spiral flow path 53 is formed by the spiral groove 50 of the main body portion 47 and the inner peripheral surface of the cylindrical body 52.
  • a fluid outlet 54 is provided on the peripheral surface of the cylindrical body 52 on the fluid inlet 48 side, and communicates with the fluid outlet 54 to connect to one end of the spiral groove 50 of the main body 47 on the fluid inlet 48 side. 55 is provided.
  • the cylindrical body 52 may be fitted by any method as long as it is fitted to the main body 47 in a sealed state, in addition to the various aspects described in the second embodiment.
  • a cylindrical body 56 having a bottomed cylindrical shape is fitted to the main body portion 57, and the cylindrical body 56 is brought into contact with the outer peripheral surface of the main body portion 57 by the seal ring 59 by the cap nut 58. May be fixed in a sealed state.
  • the communication hole 51 is provided at a position along the groove side surface of the spiral groove 50, and is connected to a position eccentric with respect to the central axis of the spiral flow path 53. For this reason, the chemical solution generates a swirling flow along the inner wall of the spiral flow channel 53 (arrow in FIG. 14), and the chemical solution is stirred in the spiral flow channel 53 by repeating the branching and merging of the flow channel, Fluid is mixed in the radial direction.
  • the communication hole 51 may be provided so as to be inclined from the first flow path 49 to the spiral groove 50. As in the second embodiment, the communication holes 51 are preferably formed so that their passage cross-sectional areas are substantially the same.
  • the spiral flow path 53 is preferably formed (not shown) so that the passage cross-sectional area gradually decreases from one end side to which the second flow path 55 is connected to the other end side. It is preferable that the inner peripheral surface is formed by gradually reducing the diameter from the fluid inlet 48 side toward the inner part (not shown).
  • This fluid mixer has a substantially columnar main body portion 66 and a pair of cylindrical members (a first cylindrical portion 61 and a second cylindrical portion 62) that cover the periphery of the main body portion 66.
  • the main body 66 and the pair of cylindrical members 61 and 62 are made of, for example, stainless steel (SUS304 or the like).
  • SUS304 stainless steel
  • the 1st cylindrical part 61 and the 2nd cylindrical part 62 are the same shapes, below, the structure of a fluid mixer is mainly demonstrated by the 1st cylindrical part 61 below.
  • a flange portion 63 is provided on the outer periphery of one end portion of the first cylindrical portion 61, and a reduced diameter portion 64 in which the diameter of the cylindrical portion is reduced is provided on the other end portion.
  • a ferrule joint portion 65 is provided at the end of the reduced diameter portion 64 where the diameter is reduced.
  • An inlet opening 76 is provided on the end face of the ferrule joint portion 65, and the inlet opening 76 communicates with the inlet channel 77 inside the first cylindrical portion 61.
  • An outlet opening 78 is provided on the end face of the ferrule joint portion of the second cylindrical portion 62, and the outlet opening 78 communicates with the outlet flow path 79 in the second cylindrical portion 62.
  • a first flow path 71 and a second flow path 72 are provided in the main body portion 66 so as to be coaxially spaced from each other.
  • a fluid inlet 69 that communicates the inlet channel 77 and the first channel 71 is provided at one end surface of the main body 66, and a fluid outlet that communicates the outlet channel 79 and the second channel 72 at the other end surface. 70 is provided.
  • a spiral groove 73 whose bottom surface is formed in a substantially arc shape is provided on the outer peripheral surface of the main body 66, and a second flow path 72 is connected to one axial end of the spiral groove 73.
  • a plurality of linear communication holes 75 are provided from the bottom surface of each spiral groove 73 to the inner peripheral surface of the first flow path 71 to communicate the spiral groove 73 and the first flow path 71 respectively.
  • the communication hole 75 located closest to the inlet 69 side communicates with the other end of the spiral groove 73.
  • Each communication hole 75 communicates with the spiral groove 73 at a position along the groove side surface shifted from the central axis of the spiral groove 73 toward the fluid inlet 69.
  • Both end portions of the main body portion 66 are shaped to have a reduced diameter in accordance with the inner peripheral surfaces of the first and second cylindrical portions 61 and 62, and the outer periphery of the main body portion 66 is the inside of the first and second cylindrical portions 61 and 62. The diameter is approximately the same as the circumference.
  • the main body portion 66 is inserted through the opening portions of the flange portions 63 and 67 on the non-reduced side of the first and second cylindrical portions 61 and 62.
  • a gasket 74 is sandwiched between the end faces of the flange portions 63 and 67, and the flange portions 63 and 67 are connected by a clamp 68.
  • a casing is formed by the first and second cylindrical portions 61 and 62, and a spiral flow path is formed by the first and second cylindrical portions 61 and 62 and the inner peripheral surface of the spiral groove 73.
  • connection of the flange parts 63 and 67 of this Embodiment is the same as the connection method of a ferrule joint, and you may use a ferrule joint.
  • a fluid mixer can be formed easily using a ferrule joint.
  • it can be set as the structure which made the main-body part fit to the housing
  • the shape of the flow path of the main body may be the same as that of the fourth embodiment.
  • a bottomed cylindrical first cylindrical portion, a fluid inlet and a fluid outlet are provided.
  • the second cylindrical portion may be connected by a ferrule joint portion.
  • the fluid that has flowed into the fluid mixer from the inlet opening 76 branches from the fluid inlet 69 through the first flow path 71 of the main body 66 at each communication hole 75 and flows into the spiral flow path formed by the spiral groove 73. Since the fluid flows through the flow path in the main body 66, the concentration distribution in the fluid flow direction is uniformized and the operation of mixing the fluid in the radial direction is the same as in the second embodiment. Description is omitted.
  • the medicinal solution generates a flow swirling along the inner wall of the spiral channel formed by the spiral groove 73 (arrow in FIG. 16), and in a direction perpendicular to the central axis of the spiral channel together with the spiral flow in the spiral channel.
  • the chemical solution is efficiently stirred in the spiral flow path. Furthermore, by making the bottom surface of the spiral groove 73 into a substantially arc shape, the flow of vortex can be generated more smoothly.
  • the chemical liquid is stirred in the spiral flow path, the fluid is mixed in the radial direction, and the fluid can be mixed simultaneously by the fluid mixer in the flow direction and the radial direction of the fluid. Further, by generating a swirling flow in the flow path, dead space in the flow path can be eliminated and fluid retention can be prevented.
  • the homogenized fluid flows from the fluid outlet 70 to the outlet opening 78 through the second flow path 72 and flows out from the outlet opening 78.
  • the disassembled main body 66 has a simple structure without a complicated part in which a spiral groove 73 is formed on the outer periphery and straight first and second flow paths 71 and 72 are formed inside. For this reason, the fluid mixer can be easily and reliably washed.
  • the bottom surface of the spiral groove 73 is substantially arc-shaped, it is possible to prevent solid matter from accumulating on the bottom of the spiral groove 73 and to easily wash every corner of the groove. Therefore, it can be suitably used especially in the food field where the work of disassembling and cleaning and assembling parts is frequently performed.
  • FIG. 17 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a fluid mixer according to a sixth embodiment.
  • the sixth embodiment is a Y-strainer-shaped fluid mixer, and the fluid mixer has a body 81 and a body portion 93 accommodated in the body 81.
  • the body 81 is made of, for example, PVC (polyvinyl chloride), is formed in a Y-shaped tube, and has a branch portion.
  • a hollow chamber 82 is provided at a lower branch portion of the body 81, and includes a base 84 having a communication port 83 communicating with the hollow chamber 82, and an opening 85 opening downward from the hollow chamber 82.
  • Flange-like inlet openings 86 and outlet openings 87 are formed on both end faces of the body 81, inlet flow paths 88 communicating with the inlet openings 86 and the hollow chamber 82, and outlets communicating with the outlet openings 87 and the communication openings 83, respectively.
  • a flow path 89 is attached to the end of the body 81.
  • the lid 90 is made of, for example, PVC and is formed in a disc shape.
  • a flange 91 is provided on the outer periphery of one end of the lid 90.
  • the lid 90 is attached to the body by a cap nut 92.
  • the cap nut 92 is made of PVC, for example, and is formed in a cylindrical shape.
  • a cap screw 92 is provided with a female screw portion that is screwed into a male screw portion provided on the outer periphery of the opening 85 of the body 81 on the inner periphery of one end portion, and the other end portion in the inner peripheral direction.
  • a protruding inner collar portion is provided.
  • the inner flange portion of the cap nut 92 abuts on the end surface of the flange portion 91 of the lid body 90 and is screwed to the male screw portion of the body 81 to fix the lid body 90.
  • the body 81 and the lid 90 form a housing.
  • the lid 90 and the main body 93 may be provided integrally.
  • a female screw portion may be formed on the lid body 90 without using the cap nut 92 and screwed to the body 81.
  • the female screw portion may be provided in the opening 85 of the body 81 to screw the lid body 90 having the male screw portion. You may wear it.
  • the fixing method of the lid 90 may be other than screwing as long as the body 81 and the lid 90 can be fixed, and a bayonet, a ferrule, a screw, or the like may be used and is not particularly limited.
  • the main body 93 is made of PVC, for example, and is formed in a columnar shape.
  • a fluid inlet 96 and a first flow path 95 communicating with the fluid inlet 96 are provided on one end surface of the main body 93, and the first flow path 95 is disposed on the central axis of the main body 93.
  • a spiral groove 94 whose bottom surface is formed in a substantially arc shape is provided on the outer peripheral surface of the main body 93, and one end of the spiral groove 94 on the fluid inlet 96 side communicates with the outlet channel 89 of the body 81.
  • a plurality of communication holes 97 are provided from the bottom surface of the spiral groove 94 to the inner peripheral surface of the first flow path 95 so as to communicate the spiral groove 94 and the first flow path 95 respectively, and the communication hole located at the farthest position from the fluid inlet 96 side.
  • the outer periphery of the main body 93 is substantially the same diameter as the inner periphery of the hollow chamber 82 of the body 81, and an annular groove having an O-ring is provided on the outer periphery of the end of the main body 93 opposite to the fluid inlet 96.
  • the outer peripheral surface of the main body portion 93 and the inner peripheral surface of the opening portion 85 are sealed through.
  • the main body 93 is inserted into the hollow chamber 82 from the opening 85 of the body 81 in a fitted state, the end of the inserted main body 93 is brought into contact with the pedestal 84, and the first flow of the main body 93 is connected to the communication port 83.
  • the passage 95 is fixed to the body 81 by a lid 90 and a cap nut 92 in a state where the passage 95 is in communication.
  • the outlet opening 87 is a fluid outlet of the fluid mixer
  • the outlet channel 89 is a second channel of the fluid mixer
  • the spiral channel is formed between the hollow chamber 82 of the body 81 and the inner peripheral surface of the spiral groove 94. It is formed.
  • the hollow chamber 82 may be other than the lower portion of the body 81.
  • the fluid flowing into the fluid mixer flows from the inlet opening 86 of the body 81 through the inlet channel 88 to the first channel 95 of the main body 93.
  • the operation in that the concentration distribution in the fluid flow direction is made uniform by the flow of the fluid through the flow path in the main body 93 is the same as in the third embodiment, and thus the description thereof is omitted.
  • the chemical solution generates a swirling flow along the inner wall of the spiral channel in which the spiral groove 94 is formed (arrow in FIG.
  • the homogenized fluid flows out of the outlet opening 87 through the spiral channel formed by the spiral groove 94 and the outlet channel 89.
  • the fluid mixer of the present embodiment is easy to disassemble and assemble, and the disassembled main body 93 has a simple and intricate portion in which a spiral groove 94 is formed on the outer periphery and a linear first flow path 95 is formed inside. Due to the structure, the fluid mixer can be easily and reliably cleaned.
  • the bottom surface of the spiral groove 94 is substantially arc-shaped, it is possible to prevent solid matter from accumulating on the bottom of the spiral groove 94 and to easily clean up every corner of the groove. Therefore, it can be suitably used particularly in the food field where the operations of disassembly, parts cleaning, and assembly are frequently performed.
  • each part such as the main body portions 7, 47, 66, 93, the cylindrical bodies 14, 52, the cylindrical bodies 61, 62, the body 81, the lid body 90, and the cap nut 92 in the above fluid mixer is made of resin. Any of polyvinyl chloride, polypropylene, polyethylene and the like may be used. Particularly when a corrosive fluid is used as the fluid, it is preferably a fluororesin such as polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin.
  • a transparent or translucent member may be used as a member forming the main body or the housing. In this case, it is preferable because the mixed state of the fluid can be visually confirmed.
  • the material of each component may be a metal or alloy such as iron, copper, copper alloy, brass, aluminum, stainless steel, titanium, or the like. In particular, when the fluid is food, hygienic and long-life stainless steel is preferable.
  • the dissimilar fluid mixed by the fluid mixer may be any fluid such as a fluid having a different phase of a substance such as gas or liquid, a fluid having a different material temperature, concentration, clay, or the like, or a fluid having a different material type.
  • the first flow path 1 and the second flow path 3 are coaxially disposed to form the main flow path, but are disposed in the center of the spiral of the spiral flow path 2.
  • any configuration may be used.
  • the plurality of branch channels 4a to 4e have the same shape.
  • the branch channels 4a to 4e are respectively extended from a plurality of locations in the flow direction of the main channel to the spiral channel 2 on the outer side.
  • the spiral flow path 2 may be connected to each other at a plurality of locations, the branch flow paths need not all have the same shape.
  • the fluid inlet 5 is provided at the end of the first flow path 1 and the fluid outlet 6 is provided at the end of the second flow path 3.
  • a fluid outlet 6 may be provided at the end of the first flow path 1 at the end of the passage 3.
  • One or both of the fluid inlet portion and the fluid outlet portion may be provided at the end of the spiral flow path 2.
  • the fluid outlet may be at either the end of the main channel or the end of the spiral channel. If it is provided so as to communicate with at least one of the main flow path or the spiral flow path at a position eccentric from the central axis of at least one of the main flow path or the spiral flow path, the configuration of the plurality of branch flow paths is It is not restricted to what was mentioned above.
  • the branched flow paths are provided from the respective spiral grooves in the predetermined phase of the spiral flow path.
  • the branched flow paths may be provided only from some spiral grooves.
  • the static mixer element 37 is disposed in the second flow path 36, but may be disposed in a spiral flow path instead of the main flow path, or may be disposed in both the main flow path and the spiral flow path.
  • the fluid mixer may be configured by arbitrarily combining the first to sixth embodiments. That is, the present invention is not limited to the fluid mixer according to the embodiment as long as the features and functions of the present invention can be realized. According to the present invention, the following effects can be obtained. (1) Even when the concentration of the fluid temporarily increases or decreases in the flow path, the concentration distribution in the fluid flow direction can be evenly and uniformly mixed, and fluid with a stable concentration can be supplied.

Abstract

第一流路１と第二流路３からなる主流路１，３と、第一流路１の周囲に第一流路１に対し略同心状に形成され、一端部に第二流路３が連通する螺旋流路２と、第一流路１の流れ方向複数個所とその外側の螺旋流路２とをそれぞれ連通する複数の分岐流路４ａ～４ｅと、第一流路１または第二流路３の端部に設けられた流体入口部５と、流体入口部５とは異なる、第一流路１または第二流路３の端部に設けられた流体出口部６とを有し、複数の分岐流路４ａ～４ｅは、主流路１，３または螺旋流路２の少なくとも一方の流路中央軸線から偏芯した位置で、該主流路１，３または該螺旋流路２の少なくとも一方に連通する。

Description

流体混合器
　本発明は、化学工場、半導体製造分野、食品分野、医療分野、バイオ分野などの各種産業における流体輸送配管に用いられる流体混合器に関するものであり、特に流体の流れ方向の濃度分布や温度分布をムラなく均一化して混合して撹拌させることのできる流体混合器に関する。
　従来、配管内に装着して管内を流れる流体を均一に混合する方法として、図１８に示すように捻り羽根状のスタティックミキサーエレメント１０１を用いるものが一般的であった（例えば、特許文献１参照）。通常、スタティックミキサーエレメント１０１は、矩形板をその長手軸線周りに１８０度捻ったものを最小単位部材として、複数の最小単位部材を、捻り方向が交互に異なる方向になるように一体的に直列に結合した構造を有している。このスタティックミキサーエレメント１０１を管１０２内に配置し、管１０２の両端部にメールコネクター１０３を取り付け、フレアー１０５を装着して締付ナット１０４を締め付けることによりスタティックミキサーが形成される。このとき、スタティックミキサーエレメント１０１の外径が管１０２の内径にほぼ等しく設計されて、流体が効果的に撹拌されるようになっている。
　しかしながら、上記従来のスタティックミキサーを用いた流体の混合方法は、流れてくる流体を流れに沿って撹拌する構成であるため図１９ａに示すように配管の径方向の濃度分布をムラなく均一化することはできるが、図１９ｂに示すように軸方向（流れ方向）の濃度分布をムラなく均一化することはできない。そのため、例えばスタティックミキサーの上流側で水と薬液を混合させて流す時、薬液の混合比が一時的に増加すると、流路内で部分的に濃度が濃くなった状態でスタティックミキサーを通過する。このとき、径方向で水と薬液が撹拌されて均一化されても、軸方向（流れ方向）においては流路内で部分的に濃度が濃くなった箇所はほとんど希釈されることなく濃くなった状態のまま下流側へ流れる（図１９ｂ参照）。これにより、半導体洗浄装置、特に半導体ウェハの表面に直接薬液を塗布して各種の処理を行うような装置に接続された場合、濃度の異なる薬液が半導体ウエハの表面に塗布されて不良品の原因となる。
　この軸方向（流れ方向）の濃度分布のムラを回避する方法としては、流路の途中でタンクを設置してタンク内に流体を一旦貯めて、タンク内の濃度を均一化させた後で、流体を流す方法（図示せず）などが挙げられる。しかしながら、タンクを設置するには広いスペースが必要となり、装置が大型化する。また、タンクから再び流体を輸送するにはポンプ、配管などが必要となるため、使用する部材の点数が多くなり、配管ラインを施工するためのコストが発生する。さらに、この方法ではタンク内で流体が滞留するため、バクテリアの発生原因となり、タンク内で発生したバクテリアが配管ラインに流れ込み、半導体製造ラインにおいては半導体ウエハに付着して不良品の原因となる。
特開２００１−２０５０６２号公報
　本発明の目的は、以上のような従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、流体の流れ方向の濃度分布や温度分布をムラなく均一化して混合すると共に撹拌できる、コンパクトな構成の流体混合器を提供することである。
　本発明は、異種流体を混合するための混合流路を有する流体混合器であって、混合流路は、第一流路と第二流路からなる主流路と、該第一流路の周囲に第一流路に対し略同心状に形成され、一端部に該第二流路が連通する螺旋流路と、第一流路の流れ方向複数個所とその外側の螺旋流路とをそれぞれ連通する複数の分岐流路と、第一流路および第二流路のいずれか一方の端部に設けられた流体入口部と、第一流路および第二流路のいずれか他方の端部に設けられた流体出口部とを有し、複数の分岐流路は、主流路または螺旋流路の少なくとも一方の流路中央軸線から偏芯した位置で、該主流路または該螺旋流路の少なくとも一方に連通することを特徴とする。
　図１は、本発明の第一の実施の形態に係る流体混合器の概略構成を示す斜視図である。
　図２は、図１の流体混合器を用いて流体の濃度を測定する装置を示す模式図である。
　図３は、図２の流体混合器の上流側の濃度を測定したグラフである。
　図４は、図２の流体混合器の下流側の濃度を測定したグラフである。
　図５は、本発明の第二の実施の形態に係る流体混合器を示す縦断面図である。
　図６は、図５のＡ−Ａ縦断面図である。
　図７は、図５の連通孔の位置を変えた流体混合器を示す縦断面図である。
　図８は、図５の連通孔を斜めにした流体混合器を示す縦断面図である。
　図９は、本発明の第二の実施の形態に係る流体混合器における円筒体の異なる装着構造を示す縦断面図である。
　図１０は、本発明の第二の実施の形態に係る流体混合器における第一流路の異なる構造を示す縦断面図である。
　図１１は、本発明の第二の実施の形態に係る流体混合器の他の構造を示す縦断面図である。
　図１２は、本発明の第二の実施の形態に係る流体混合器のスタティックミキサーエレメントを設置した構造を示す縦断面図である。
　図１３は、本発明の第三の実施の形態に係る流体混合器の概略構成を示す斜視図である。
　図１４は、本発明の第四の実施の形態に係る流体混合器を示す縦断面図である。
　図１５は、本発明の第四の実施の形態に係る流体混合器における円筒体の異なる装着構造を示す縦断面図である。
　図１６は、本発明の第五の実施の形態に係る流体混合器を示す縦断面図である。
　図１７は、本発明の第六の実施の形態に係る流体混合器を示す縦断面図である。
　図１８は、従来のスタティックミキサーを示す縦断面図である。
　図１９ａは、図１８のスタティックミキサーの流体の撹拌状態を示す模式図である。
　図１９ｂは、図１８のスタティックミキサーの流体の撹拌状態を示す模式図である。
　図２０は、本発明の比較例としての分岐希釈装置を示す縦断面図である。
　以下、本発明の実施の形態について図面に示す実施例を参照して説明するが、本発明が本実施例に限定されないことは言うまでもない。
−第一の実施の形態−
　以下、図１~４を参照して、本発明の第一の実施の形態に係る流体混合器について説明する。図１は、第一の実施の形態に係る流体混合器の概略構成を示す斜視図である。この流体混合器は、異種流体を混合するための混合流路を有する。混合流路は、例えばＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂）製のチューブにより形成される。なお、金属配管等、他の材質により混合流路を形成することもできる。
　混合流路は、流体の流入する流体入口５と、流体入口５が一端部に設けられた第一流路１と、流体の流出する流体出口６と、流体入口５の反対側端部に流体出口６が設けられた第二流路３と、該流路１、３を螺旋の中心軸にしてこれらの周囲に同心状に配設される螺旋流路２と、第一流路１または第二流路３と螺旋流路３とを流れ方向の複数個所で連通する複数の分岐流路４ａ~４ｅとを有する。
　第一流路１および第二流路３は、同軸上にかつ互いに離間して配設された直線形流路であり、これらは主流路を構成する。螺旋流路２の一端部には第二流路３の流体入口側端部が接続している。第一流路１の流れ方向複数個所からは螺旋流路２にかけて第一流路１から分岐し、略直線状、すなわち直線状もしくはほぼ直線状の５つの分岐流路４ａ~４ｅが延設されている。各分岐流路４ａ~４ｅは、第一流路１に対する略垂直面内、すなわち垂直もしくはほぼ垂直の面内で延設され、流体入口５側から最も近い場所に位置する分岐流路４ａは螺旋流路２の他端部に接続されている。
　複数の分岐流路４ａ~４ｅは、螺旋流路２の異なる位置から各々分岐し、第一流路１の異なる位置において第一流路１と各々接続している。この場合、複数の分岐流路４ａ~４ｅは、第一流路１の中央軸線に対して偏芯した位置に各々接続されると共に、螺旋流路２の中央軸線に対して偏芯した位置に各々接続されている。すなわち、分岐流路４ａ~４ｅの中央軸線の延長線は、第一流路１の中央軸線に交差せず、螺旋流路２の中央軸線にも交差しない。ここで、中央軸線とは、流路断面積の中心を通る軸線のことである。
　次に、本発明の第一の実施の形態に係る流体混合器の動作について説明する。
　流体混合器の上流側で水と薬液を混合させ、一時的に薬液の濃度が濃くなった状態で流すと、流路内で部分的に濃度が濃くなって流れる薬液は、流体入口５から第一流路１に流入する。この部分的に濃度が濃くなって流れる薬液は、第一流路１の分岐流路４ａの接続された箇所を流れた時点で、その一部が分岐流路４ａを流れ、螺旋流路２を通って第二流路３へと流れる。残りの薬液は、第一流路１の下流側へ流れ、さらに部分的に濃度が濃くなって流れる残りの薬液が、分岐流路４ｂの接続された箇所を流れた時点で、その一部が分岐流路４ｂを流れ、螺旋流路２を通って第二流路３へと流れる。残りの薬液は第一流路１の下流側へ流れ、さらに部分的に濃度が濃くなって流れる残りの薬液は、分岐流路４ｂを流れた薬液と同様に、分岐流路４ｃの接続された箇所を流れた時点で、その一部が分岐流路４ｃを流れ、螺旋流路２を通って第二流路３へと流れる。以下、分岐流路４ａ、４ｂ、４ｃと同様に、部分的に濃度が濃くなって流れる残りの薬液は、分岐流路４ｄ、４ｅを流れて螺旋流路２を通って第二流路３へと流れる。第二流路３を流れた薬液は流体出口６から流出する。
　このとき、分岐流路４ｅを流れる部分的に濃度が濃くなった薬液は、流体入口５から流体出口６までの流路の長さが最も短いことから他の部分的に濃度が濃くなって流れる薬液よりも早く流体出口６から流出する。次いで、分岐流路４ｄ、分岐流路４ｃ、分岐流路４ｂ、分岐流路４ａの順に時間差を生じさせて部分的に濃度が濃くなって流れる薬液の一部ずつが流体出口６から流出する。つまり、流路内で部分的に濃度が濃くなって流れる薬液は、流体混合器よって時間差を生じながら５つに分割されて流れることとなり、濃度の濃くなっていない薬液と各々混ざり合うことで、流体の流れ方向の濃度分布をムラなく均一化して流体を良好に混合することができる。
　また、分岐流路４ａ~４ｅは、螺旋流路２の中央軸線に対して偏芯した位置に各々接続されているので、薬液は螺旋流路２の内壁に沿って渦を巻く流れを発生させる（図５の矢印参照）。このため、螺旋流路２における螺旋流れと合わせ、螺旋流路の中央軸線と直角方向にも螺旋流れが生じる。これにより、螺旋流路２内で薬液が効率よく撹拌され、流体の流れ方向における混合が維持されたまま流体は径方向にも混合される。その結果、流体の流れ方向と径方向とに流体混合器によって流体を同時に混合することができる。この場合、各々の分岐流路の内径が同一もしくはほぼ同一であると、部分的に濃度が濃くなって流れる薬液はほぼ５等分されるので、流体の流れ方向の濃度分布をムラなくより均一化して混合することができる。
　なお、図１に示すように、本実施の形態では、分岐流路４ａ~４ｅは第一流路１の軸線に沿って等間隔の位置に設けられているが、各々の分岐流路４ａ~４ｅを流れる流体に付与する時間差を調節するため、接続される位置を自由に設定してもよく、螺旋流路２の通路断面積を、第二流路３の接続された一端部から他端部に向かって漸次小さくしても良い。分岐流路４ａ~４ｅの数も特に限定されない。分岐流路４ａ~４ｅの数を多く設ける方が、流体の流れ方向の濃度分布をムラなくより細かく均一化することができる。
　ここで、部分的に濃度が濃くなって流れる薬液を流体混合器で分割することで、流体の流れ方向の濃度分布がムラなく均一化される点について説明する。図２に示すように、２つの物質である純水と薬液が各々流れるラインの合流部の下流側に図１の流体混合器を配置させたラインにおいて、図１の流体混合器の上流側と下流側に濃度計１９、２０を各々設置して、上流側から純水と薬液を混合して流す装置を作成する。この装置を用いて、純水と薬液を一定の比率で流している途中で瞬間的に薬液の濃度を濃くした状態（純水に対して薬液の比率を大きくする）にし、その後、元の一定の比率に戻して濃度分布のムラを生じさせる。この時の上流側と下流側の濃度を測定すると、図３及び図４に示すようになる。
　図３は、流体混合器の上流側に設置した濃度計１９により得られる特性を示す。ここで、横軸は経過時間、縦軸は濃度であり、ある一定時間に濃度が濃くなる場合には、図示のようなピーク（ｈ１）が現れる。図４は、流体混合器の下流側に設置した濃度計２０により得られる特性を示す。図では、濃度のピークが５つに分散されて、ピーク（ｈ２）の高さは約５分の１になっている。濃度のピーク間の間隔ｔ１は、流体が第一流路１内において分岐流路４ａの位置を通過してから分岐流路４ｂに至るまでの時間に対応しており、同様にｔ２は、分岐流路４ｂから分岐流路４ｃまで、ｔ３は、分岐流路４ｃから分岐流路４ｄまで、ｔ４は、分岐流路４ｄから分岐流路４ｅに至るまでの時間にそれぞれ対応している。
　このとき、螺旋流路２の各々の分岐流路４ａ~４ｅに至るまでの長さを変更することで、ピーク（ｈ２）の出る間隔ｔ１~ｔ４を変化させることができる。また、分岐流路４ａ~４ｅの数をさらに増やすと、ピーク（ｈ２）の高さは上流側のピーク（ｈ１）に対して分岐流路の数で分割した程度の高さまで抑えることができる。なお、仮に流体混合器を設置しない場合、図３に示される濃度のピークは流体の流れによって若干低下することはあるが、ピーク（ｈ１）はほぼ変わらずに現れる。
　本実施の形態においては、流体入口５を流体入口部、流体出口６を流体出口部として流体入口部から流体出口部へと流体を流すようにしたが、流体を逆方向に流しても同様の効果を得ることができる。この場合には、流体出口６が流体入口部になり、流体入口５が流体出口部になる。このとき、流体入口部から流体出口部にかけての流路の距離は、その分岐流路４ａ~４ｅを流体が通るかによって異なる。このように流体入口部から流体出口部までの流路の距離が各々異なるようにすることで、流体の流れ方向の濃度分布をムラなくより細かく均一化することができる。
　また、径方向の混合については、第一流路１の軸線に対して偏芯した位置に分岐流路４ａ~４ｅが各々接続されていることから、第二流路３から螺旋流路２を通って分岐流路４ａ~４ｅで分岐された薬液は、第一流路１の内壁に沿って渦を巻く流れを発生させる（図６の矢印参照）。さらに流体が分岐、合流することで第一流路１内にて薬液が撹拌され、径方向の混合が行われる。また、流路内で渦を巻く流れを発生させることにより、流路内のデッドスペースをなくして流体の滞留を防止できる。
　なお、本実施の形態では濃度分布のムラについて説明しているが、熱湯と冷水を混合して流す時の流れ方向における温度分布の均一化についても同様の効果を得ることができる。温度分布の均一化を目的として、給湯器などへの利用も可能である。この場合、流路内で部分的に高温となった流体の流れ方向における温度の均一化を図ることができ、これにより温度を安定させ、熱湯の流出を防止できる。
　図２０は、本実施の形態の比較例であり、軸方向（流れ方向）の濃度分布のムラを回避する他の方法を示す。図２０には、流路を分岐して流体の希釈を行う分岐希釈装置が示されている。この装置は、細管１１１の中を一定の速度で流れている試料溶液を分析する装置において、流れている試料を複数の流路に分岐する分岐部１１２を流路の途中に設けることにより試料溶液を分流させる。そして、各分岐流路の細管１１３、１１４の内径や長さを変化させて検出器１１５の手前の合流部１１６で再度合流させ、試料溶液が検出される時間差を利用して希釈する。
　しかしながら、図２０の分岐希釈装置の技術を流体輸送配管に用いる場合、管路の途中で分岐された長さの異なる管路を設けて再び合流させるような配管ラインを形成する必要がある。このため、流路内で軸方向（流れ方向）の濃度分布をムラなく均一化するためには、分岐した流路を多く設けなくてはならず、配管ラインの設置スペースが増大する。また、このような配管ラインを施工するためには、部品点数が多く必要であり、煩雑で時間がかかる。この点、本実施の形態では、配管の設置スペースをそれほど多く必要とせず、配管施行も容易で、短時間で配管施行を行うことができる。
−第二の実施の形態−
　次に、図５~図１２を参照して、本発明の第二の実施の形態に係る流体混合器について説明する。図５は、第二の実施の形態に係る流体混合器の概略構成を示す縦断面図であり、図６は、図５のＡ−Ａ縦断面図である。第二の実施の形態では、略円柱状、すなわち円柱状もしくはほぼ円柱状の本体部７と、本体部７の外周面に嵌合する円筒体１４とにより、混合流路を有する流体混合器が形成される。
　本体部７はＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）製であり、本体部７内には、主流路としての第一流路９と第二流路１１が、本体部７の中心軸上に互いに離間して設けられている。本体部７の一端面には、第一流路９の端部（第二流路１１の反対側端部）に連通する流体入口８が設けられ、他端面には、第二流路１１の端部（第一流路９の反対側端部）に連通する流体出口１０が設けられている。本体部７の外周面には螺旋溝１２が設けられ、螺旋溝１２の底面は略円弧状に形成されている。この略円弧状とは、緩やかなカーブで形成されていれば良く、円状、楕円状、半円状、半楕円状などいずれでも良い。
　第二流路１１の端部は、径方向外側に屈曲して形成され、螺旋溝１２の流体出口１０側端部に接続している。各螺旋溝１２の底面からは、周方向所定の位相において、第一流路９と連通する分岐流路としての略直線状、すなわち直線もしくはほぼ直線状の複数の連通孔１３が開口され、流体入口８側から最も近い場所に位置する連通孔１３は、螺旋溝１２の流体入口８側端部に連通している。なお、図では、連通孔１３は、周方向対称な位相に設けられているが、連通孔１３の設けられる位相はこれに限らない。
　各々の連通孔１３は、螺旋溝１２の中央軸線から側方にずらした位置、例えば溝側面に沿った位置で連通するように形成されれば良い。この場合、図５に示すように流体入口８側の溝側面から連通孔１３を形成してもよく、図７に示すように流体出口１０側の溝側面から連通孔３８を形成してもよい。さらには図８に示すように第一流路９から螺旋溝１２にかけて第一流路９の軸線に対し斜め方向に連通孔３９を設けても良く、これらを組合せても良い。
　円筒体１４はＰＦＡチューブ製の筐体であり、略円筒形、すなわち円筒もしくはほぼ円筒形に形成されている。円筒体１４の内径は本体部７の外径と略同径であり、本体部７とチューブである円筒体１４との焼きばめによって、円筒体１４は本体部７の外周面にシールされた状態で嵌合されている。本体部７に円筒体１４を嵌合させることにより、本体部７の螺旋溝１２と円筒体１４の内周面とで螺旋流路１５が形成される。
　なお、筐体である円筒体１４はチューブのような軟質の部材以外で形成してもよく、硬質の部材で形成しても良い。筐体の形状は円筒体以外であってもよく、例えば直方体などでも良い。また、円筒体１４と本体部７はシールした状態で嵌合されているのであればどのような方法で固定しても良く、焼きばめ以外として、溶接や接着で固定しても良い。図９に示すようにＰＦＡチューブ製の円筒体１７を本体部１６に密着嵌合させ、本体部１６の両端にキャップナット１８を螺合させることで円筒体１７を本体部１６の外周面にシールされた状態で固定してもよい。図１１に示すように略円筒形の円筒体２８を本体部２７に嵌合させ、キャップナット２９によって円筒体２８の両端部をシールリング３０で本体部２７の外周面にシールされた状態で固定しても良い。
　次に、図５を用いて本発明の第二の実施の形態に係る流体混合器の動作を説明する。
　流体混合器の上流側から水と薬液を混合させ、一時的に薬液の濃度が濃くなった状態で流すと、流路内で部分的に濃度が濃くなって流れる薬液は、流体入口８から流入して第一流路９に流れる。第一流路９を流れる部分的に濃度が濃くなって流れる薬液は、各々の連通孔１３を介して分流し、部分的に濃度が濃くなって流れる薬液は、時間差で螺旋流路１５を流れて濃度の濃くなっていない薬液と各々混ざり合う。これにより流体を流れ方向に均一化して混合することができる。第二の実施の形態において、流体の流れ方向の濃度分布がムラなく均一化される点の動作は、第一の実施の形態と同様なので、説明を省略する。
　連通孔１３は、螺旋流路１５の中央軸線に対して偏芯した位置に各々接続されているため、薬液は螺旋流路１５の内壁に沿って渦を巻く流れを発生させる（図５の矢印）。これと同時に、流路が分岐と合流を繰り返すことで、螺旋流路１５内において薬液が撹拌され、径方向に流体が混合される。ここで、螺旋溝１２の底面を略円弧状にすると、渦を巻く流れをよりスムーズに発生させることができ、かつ螺旋流路１５の内壁への液の残留抑制を図ることができる。これにより流体を流れ方向と径方向に流体混合器によって同時に混合することができる。また、流路内で渦を巻く流れを発生させることにより、流路内のデッドスペースをなくして流体の滞留を防止できる。
　本実施の形態の流体混合器では、第一流路９の内周面と螺旋溝１２の底面とを各々連通する連通孔１３を容易に形成することができ、連通孔１３の設置位置や設置する数を自由に設定することができる。このため、流体の流れの時間差を細かく均等に調節することができ、流体の流れ方向の濃度分布をムラなくより細かく均一化することができる。また、本実施の形態の流体混合器は、流路形状が複雑であるにも拘わらず、流路の加工が比較的容易であり、部品点数も少ないため、流体混合器を容易に製造することができる。さらに、流路構造が小さくまとめられているため、流体混合器を小型化することができ、配管スペースを取らずに流体混合器を設置することができる。また、流体混合器を配管ラインに接続する際も、流体入口８と流体出口１０に各々継手等で接続するだけで施工が完了するため、配管施工が容易であり、短時間で配管施行を行うことができる。
　本実施の形態において、連通孔１３は、図６に示すように第一流路９の中央軸線に対して偏芯した位置に連通孔１３が各々接続するように形成される。これにより、流体を逆方向に流す場合には、螺旋流路１５を通って連通孔１３で分岐された薬液は、第一流路９の内壁に沿って渦を巻く流れを発生させる（図６の矢印）。その結果、第一流路９内で薬液が撹拌され、径方向に流体が混合される。流体を逆方向に流した時の流体の流れ方向の濃度分布がムラなく均一化される点の動作は、第一の実施の形態と同様なので、説明を省略する。
　連通孔１３は、各々の通路断面積が略同一に形成されることが好ましい。これにより、各々の連通孔１３によって分割される流体の流量が互いに等しくなり、流体混合器に流入した流体は、連通孔１３の個数でほぼ等しく分割されて互いに時間差をつけて合流して流れ、濃度分布をムラなく均一化することができる。
　図１０に示すように第一流路２２の内周面は、流体入口２３側から下流部（流体出口２４側）に向かって漸次縮径して形成されることが好ましい。これは、第一流路２２を流れる流体には、各々の連通孔２６から流体が分割して螺旋流路２５に流れることで圧力損失が発生し、第一流路２２の下流側の流速が低下する点を考慮したものである。第一流路２２の通路断面積を流れ方向下流側にかけて徐々に小さくすることで、圧力損失が起こっても流体は一定の速度で流れ、分割して流れる流体の時間差を安定させることができる。
　また、図１１に示すように螺旋流路３１は、第二流路３２の接続された一端部から他端部に向かって通路断面積が漸次小さくなるように形成されることが好ましい。これは、流体を逆方向に流す場合、螺旋流路３１を流れる流体は各々の連通孔３３から流体が分割して流れることで圧損が発生し、螺旋流路３１の下流側の流速が低下する点を考慮したものである。螺旋流路３１の通路断面積を流れ方向下流側にかけて徐々に小さくすることで、圧損が起こっても流体が一定の速度で流れ、分割して流れる流体の時間差を安定させることができる。
　なお、螺旋流路３１の通路断面積を第二流路３２の接続された一端部（流体出口３５側）から他端部（流体入口３４側）に向かって漸次小さくする方法としては、図１１に示すように螺旋溝の底面位置（螺旋溝の内径）を互いに等しくして、本体部２７の外周面を流体入口３４側から流体出口３５側に向かって漸次拡径するように形成し、この外周面形状に合わせて円筒体２８を嵌合し、螺旋流路３１を形成しても良い。このほかにも、本体部２７に設ける螺旋溝の深さが流体入口３４側から流体出口３５側に向かって漸次深くなるように螺旋溝を形成したり（図示せず）、螺旋溝の幅が漸次狭くなるように螺旋溝を形成したり（図示せず）、これらの複合によって螺旋流路を形成しても良い。
　また、図１２に示すように第二流路３６内にスタティックミキサエレメント３７を配置しても良い。スタティックミキサエレメント３７は、流路軸心回りで所定角度ずつ交互に逆回りで捻られた複数の捻り板が直列に連結されてなり、スタティックミキサエレメント３７が配置された第二流路３６を流体が通過すると、捻り板に沿って流体が交互に逆回転で撹拌されて径方向の混合が行われる。そのため、流体混合器の流れ方向と径方向の混合の効果にスタティックミキサエレメントの径方向の混合の効果が加わり、これらの相乗効果により、より均一に流体を混合することができる。特に流体に粘度があり、混合されにくい流体の混合には好適である。
−第三の実施の形態−
　次に、図１３を参照して、本発明の第三の実施の形態に係る流体混合器について説明する。図１３は、第三の実施の形態に係る流体混合器の概略構成を示す縦断面図である。第三の実施の形態では、第一の実施の形態と同様、チューブなどによって配管接続されて流体混合器が構成され、混合流路が形成される。
　この流体混合器は、流体の流入する流体入口４５と、一端部に流体入口４５が設けられた第一流路４１と、第一流路４１を螺旋の中心軸にして第一流路４１の周囲に配設された螺旋流路４２と、流体の流出する流体出口４６と、一端部が螺旋流路４２の流体入口４５側の一端部に接続され、他端部に流体出口４６が設けられた第二流路４３と、第一流路４１の流れ方向複数個所から分岐され、螺旋流路４２に各々接続する５つの分岐流路４４ａ~４４ｅとを有する。最も流体入口４５側から遠い場所に位置する分岐流路４４ｅは、螺旋流路４２の他端部に接続されている。複数の分岐流路４４ａ~４４ｅは第一流路４１の中央軸線に対して偏芯した位置に各々接続されると共に、螺旋流路４２の中央軸線に対して偏芯した位置に各々接続されている。
　次に、本発明の第三の実施の形態に係る流体混合器の動作について説明する。
　流体混合器の上流側から水と薬液を混合させ、一時的に薬液の濃度が濃くなった状態で流すと、流路内で部分的に濃度が濃くなって流れる薬液は、流体入口４５から第一流路４１に流入する。この部分的に濃度が濃くなって流れる薬液は、第一流路４１の分岐流路４４ａの接続された箇所を流れた時点で、その一部が分岐流路４４ａを流れ、螺旋流路４２を通って第二流路４３へと流れる。残りの薬液は、第一流路４１の下流側へ流れ、また、部分的に濃度が濃くなって流れる残りの薬液は、分岐流路４４ｂの接続された箇所を流れた時点で、その一部が分岐流路４４ｂを流れ、螺旋流路４２を通って第二流路４３へと流れる。残りの薬液は、第一流路４１の下流側へ流れ、さらに部分的に濃度が濃くなって流れる残りの薬液は、分岐流路４４ｂを流れた薬液と同様に分岐流路４４ｃの接続された箇所を流れた時点で、その一部が分岐流路４４ｃを流れ、螺旋流路４２を通って第二流路４３へと流れる。以下、分岐流路４４ａ、４４ｂ、４４ｃと同様に、部分的に濃度が濃くなって流れる残りの薬液は分岐流路４４ｄ、４４ｅを流れ、螺旋流路４２を通って第二流路４３へと流れる。第二流路４３を流れた薬液は流体出口４６から流出する。
　このとき、分岐流路４４ａを流れる部分的に濃度が濃くなった薬液は、最短ルートを通り、第二流路４３を介して他の部分的に濃度が濃くなって流れる薬液よりも早く流体出口４６から流出する。次いで、分岐流路４４ｂ、分岐流路４４ｃ、分岐流路４４ｄ、分岐流路４４ｅの順に徐々に長くなる各ルートをそれぞれ通り、部分的に濃度が濃くなって流れる薬液の一部ずつが時間差をつけて流体出口４６から流出する。つまり、流路内で部分的に濃度が濃くなって流れる薬液は、流体混合器によって５つに分割されて時間差を生じて流れることとなり、濃度の濃くなっていない薬液と各々混ざり合うことで、流体の流れ方向に濃度を均一化することができる。特に、流体が経由する各々の分岐流路４４ａ~４４ｅの順に、流体出口４６までの流路距離が一定距離ごとに長くなるので、時間差をより明確にすることができる。
　また、分岐流路４４ａ~４４ｅは、螺旋流路４２の中央軸線に対して偏芯した位置に各々接続されているため、薬液に螺旋流路４２の内壁に沿って渦を巻く流れを発生させる（図１４の矢印参照）。このため、螺旋流路４２における螺旋流れと合わせて螺旋流路４２の中央軸線と直角方向にも螺旋流れが生じる。これにより、螺旋流路４２内で薬液が効率よく撹拌され、流体の流れ方向における混合を維持させたまま流体は径方向にも混合される。その結果、流体の流れ方向と径方向とに流体混合器によって流体を同時に混合することができる。また、流路内で渦を巻く流れを発生させることにより、流路内のデッドスペースをなくして流体の滞留を防止できる。
　なお、図１３の分岐流路４４ａ~４４ｅは、第一流路４１の軸線に沿って等間隔の位置に設けられているが、各々の分岐流路４４ａ~４４ｅを流れる流体の時間差を調節するために、第一流路４１と接続される位置を自由に変更してもよく、螺旋流路４２の通路断面積が第二流路４３の接続された一端部から他端部に向かって漸次小さくなるように螺旋流路４２を形成しても良く、分岐流路４４ａ~４４ｅの数も上述したものに限定されない。分岐流路４４ａ~４４ｅの数を多く設ける方が、流体の流れ方向の濃度分布をムラなくより細かく均一化することができる。本実施の形態においては動作説明の便宜上、流体入口と流体出口とを記載しているが、流体を逆方向に流しても同様の効果を得ることができる。流体を逆方向に流した場合の動作は、第一の実施の形態の流体を逆方向に流した場合と同様なので、説明を省略する。
−第四の実施の形態−
　次に、図１４を参照して、本発明の第四の実施の形態に係る流体混合器について説明する。図１４は、第四の実施の形態に係る流体混合器の概略構成を示す縦断面図である。第四の実施の形態では、第二の実施の形態と同様、本体部４７と円筒体５２とにより、混合流路を有する流体混合器が形成される。
　本体部４７は、ＰＴＦＥ製であり、略円柱状に形成されている。本体部４７内には、主流路としての第一流路４９が本体部４７の中心軸上に設けられ、本体部４７の一端面には、第一流路４９の一端部に連通する流体入口４８が設けられている。本体部４７の外周面には、螺旋溝５０が設けられ、螺旋溝１２の底面は略円弧状に形成されている。螺旋溝５０の流体入口４８側の一端部には、円筒体５２の周壁を径方向に貫通する第二流路５５が接続されている。本体部４７には、周方向所定の位相において、各螺旋溝５０の底面から第一流路４９の内周面にかけて螺旋溝５０と第一流路４９とを各々連通する複数の直線状の連通孔５１が設けられ、流体入口４８側から最も遠い場所に位置する連通孔５１は螺旋溝５０の他端部に連通している。
　各々の連通孔５１は、螺旋溝５０の中央軸線から第一流路４９の軸線方向に沿って側方にずらした位置、例えば溝側面に沿った位置で、螺旋溝５０に連通するように形成されている。なお、図では各連通孔５１を本体部４７の流体入口４８側の溝側面に設けているが、本体部４７の流体入口４８と反対側の溝側面に設けても良く、さらに図８と同様、第一流路４９から螺旋流路５３に向け、第一流路４９に対し斜め方向に連通孔５１を設けても良い。
　円筒体５２は、ＰＰ（ポリポロピレン）製の筐体であり、略円筒形に形成されている。円筒体５２の内径は本体部４７の外径と略同径であり、円筒体５２は焼きばめによって本体部４７の外周面にシールされた状態で嵌合されている。本体部４７に円筒体５２を嵌合させることにより、本体部４７の螺旋溝５０と円筒体５２の内周面とで螺旋流路５３が形成される。円筒体５２の流体入口４８側の周面には流体出口５４が設けられ、流体出口５４に連通して、本体部４７の螺旋溝５０の流体入口４８側の一端部に接続する第二流路５５が設けられている。
　なお、円筒体５２は本体部４７とシールされた状態で嵌合されているのであればどのような方法で嵌合されても良く、第二の実施の形態に記載された種々の態様のほかにも図１５に示すように有底円筒状の円筒体５６を本体部５７に嵌合し、キャップナット５８によってシールリング５９により円筒体５６を本体部５７の外周面（円筒体５６と当接する面）にシールした状態で固定しても良い。
　第四の実施の形態において、流体の流れ方向の濃度分布がムラなく均一化される点及び径方向に流体を混合する点の動作は、第二の実施の形態と同様なので説明を省略する。連通孔５１は、螺旋溝５０の溝側面に沿った位置に設けられ、螺旋流路５３の中央軸線に対して偏芯した位置に各々接続されている。このため、薬液は螺旋流路５３の内壁に沿って渦を巻く流れを発生させ（図１４の矢印）、かつ流路が分岐と合流を繰り返すことで螺旋流路５３内において薬液が撹拌され、径方向に流体が混合される。ここで、螺旋溝５０の底面を略円弧状にすると渦を巻く流れをよりスムーズに発生させることができ、かつ螺旋流路５３の内壁に液が残留することを抑制することができる。これにより流体の流れ方向と径方向とに流体混合器によって流体を同時に混合することができる。また、流路内で渦を巻く流れを発生させることにより、流路内のデッドスペースをなくして流体の滞留を防止できる。
　なお、連通孔５１を第一流路４９から螺旋溝５０に斜めになるように設けても良い。第二の実施の形態と同様に連通孔５１は、各々の通路断面積が略同一に形成されることが好ましい。螺旋流路５３は、第二流路５５の接続された一端側から他端側に向かって通路断面積が漸次小さくなるように形成されること（図示せず）が好ましく、第一流路４９の内周面は、流体入口４８側から奥部に向かって漸次縮径して形成されること（図示せず）が好ましい。
−第五の実施の形態−
　次に、図１６を参照して、本発明の第五の実施の形態に係る流体混合器について説明する。図１６は、第五の実施の形態に係る流体混合器の概略構成を示す縦断面図であり、フェルール継手を用いた流体混合器を示している。この流体混合器は、略円柱状の本体部６６と、本体部６６の周囲を覆う一対の円筒部材（第一円筒部６１、第二円筒部６２）とを有する。
　本体部６６と一対の円筒部材６１，６２は、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ３０４など）により構成される。なお、第一円筒部６１と第二円筒部６２は同一形状なので、以下では主に第一円筒部６１で代表して流体混合器の構成を説明する。第一円筒部６１の一端部外周にはフランジ部６３が設けられ、他端部には円筒部が縮径された縮径部６４が設けられている。縮径部６４の縮径された端部にはフェルール継手部６５が設けられている。フェルール継手部６５の端面には入口開口７６が設けられ、入口開口７６は、第一円筒部６１の内部の入口流路７７に連通している。なお、第二円筒部６２のフェルール継手部の端面には出口開口７８が設けられ、出口開口７８は第二円筒部６２内の出口流路７９に連通している。
　本体部６６の内部には、同軸上に互いに離間して第一流路７１および第二流路７２が設けられている。本体部６６の一端面には、入口流路７７と第一流路７１とを連通する流体入口６９が設けられ、他端面には、出口流路７９と第二流路７２とを連通する流体出口７０が設けられている。本体部６６の外周面には、底面が略円弧状に形成された螺旋溝７３が設けられ、螺旋溝７３の軸方向一端部には第二流路７２が接続されている。周方向所定の位相において、各螺旋溝７３の底面から第一流路７１の内周面にかけて、螺旋溝７３と第一流路７１とを各々連通する直線状の複数の連通孔７５が設けられ、流体入口６９側から最も近い場所に位置する連通孔７５は、螺旋溝７３の他端部に連通している。
　各々の連通孔７５は、螺旋溝７３の中央軸線から流体入口６９側にずらした溝側面に沿った位置で螺旋溝７３に連通している。本体部６６の両端部は、第一、第二円筒部６１、６２の内周面に合わせて縮径した形状とされ、本体部６６の外周は第一、第二円筒部６１、６２の内周と略同径である。本体部６６は、第一、第二円筒部６１、６２の縮径されてない側のフランジ部６３、６７の開口部から嵌挿される。各々のフランジ部６３、６７の端面間にはガスケット７４が挟持され、フランジ部６３、６７はクランプ６８により連結されている。この図１６の構成では、第一、第二円筒部６１、６２により筐体が形成され、第一、第二円筒部６１、６２と螺旋溝７３の内周面とで螺旋流路が形成される。
　なお、本実施の形態のフランジ部６３、６７の接続はフェルール継手の接続方法と同様であり、フェルール継手を用いても良い。図１６に示した以外の形状であっても、フェルール継手を用いて組立容易に流体混合器を形成することができる。例えば、円筒状の筐体の両端部にフェルール継手部を設けた筐体に本体部を嵌合させた構成とすることができる。このとき、本体部の流路の形状を第四の実施の形態と同様の形状にしても良く、この場合には、有底円筒状の第一円筒部と、流体入口及び流体出口が設けられた第二円筒部とをフェルール継手部によって接続してもよい。
　次に第五の実施の形態に係る流体混合器の動作について説明する。
　入口開口７６から流体混合器に流入した流体は、流体入口６９から本体部６６の第一流路７１を通って各連通孔７５で分岐し、螺旋溝７３によって形成された螺旋流路へ流入する。本体部６６内の流路を流体が流れることで、流体の流れ方向の濃度分布がムラなく均一化される点及び径方向に流体を混合する点の動作は第二の実施の形態と同様なので説明を省略する。薬液は、螺旋溝７３によって形成された螺旋流路の内壁に沿って渦を巻く流れを発生させ（図１６の矢印）、螺旋流路における螺旋流れと合わせて螺旋流路の中央軸線と直角方向にも螺旋流れが発生することにより、螺旋流路内で薬液が効率よく撹拌される。
　さらに、螺旋溝７３の底面を略円弧状にすることで、渦を巻く流れをよりスムーズに発生させることができる。螺旋流路内では薬液が撹拌され、径方向に流体が混合され、流体の流れ方向と径方向とに流体混合器によって流体を同時に混合することができる。また、流路内で渦を巻く流れを発生させることにより、流路内のデッドスペースをなくして流体の滞留を防止できる。均一化した流体は、第二流路７２を通って流体出口７０から出口開口７８に流れ、出口開口７８から流出する。
　本実施の形態の流体混合器は分解及び組立が容易であるため、フェルール継手部６５によって配管ラインへの取り付け取り外しが容易となる。分解した状態の本体部６６は、外周に螺旋溝７３が形成され、内部に直線の第一、第二流路７１、７２が形成されたシンプルで入り組んだ部分が無い構造である。このため、流体混合器を容易かつ確実に洗浄することができる。また、螺旋溝７３の底面が略円弧状であるため、螺旋溝７３の底に固形物が溜まることを防止でき、溝の隅々まで容易に洗浄することができる。そのため、特に分解して部品を洗浄して組み立てる作業が頻繁に行われる食品分野において好適に使用できる。なお、必要に応じて流路内に図１２に示すようなスタティックミキサーエレメントを設置しても良い。
−第六の実施の形態−
　次に、図１７を参照して、本発明の第六の実施の形態に係る流体混合器について説明する。図１７は、第六の実施の形態に係る流体混合器の概略構成を示す縦断面図である。第六の実施の形態は、Ｙ型ストレーナー形状の流体混合器であり、流体混合器はボディ８１とボディ８１内に収容される本体部９３とを有する。
　ボディ８１は、例えばＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）製であり、Ｙ型管状に形成され、分岐部を有する。ボディ８１の下部の分岐部に中空室８２が設けられ、中空室８２に連通する連通口８３を有する台座８４と、中空室８２から下方へ開口する開口部８５を有している。ボディ８１の両端面にはフランジ状の入口開口８６及び出口開口８７が形成され、入口開口８６と中空室８２に各々連通する入口流路８８と、出口開口８７と連通口８３に各々連通する出口流路８９とを有している。ボディ８１の端部には蓋体９０が取り付けられている。
　蓋体９０は例えばＰＶＣ製であり、円板状に形成され、蓋体９０の一端部外周には鍔部９１が設けられている。蓋体９０はキャップナット９２によりボディに取り付けられている。キャップナット９２は例えばＰＶＣ製であり、円筒状に形成されている。キャップナット９２の一方の端部内周には、ボディ８１の開口部８５の外周に設けられた雄ネジ部に螺着される雌ネジ部が設けられ、もう一方の端部には内周方向へ突出する内鍔部が設けられている。キャップナット９２の内鍔部は、蓋体９０の鍔部９１の端面に当接し、ボディ８１の雄ネジ部に螺着することで、蓋体９０を固定している。図１７では、ボディ８１と蓋体９０とで筐体が形成される。
　なお、蓋体９０と本体部９３を一体に設けても良い。また、キャップナット９２を用いずに蓋体９０に雌ねじ部を形成してボディ８１に螺着しても良く、ボディ８１の開口部８５に雌ねじ部を設けて雄ねじ部を有する蓋体９０を螺着しても良い。また、蓋体９０の固定方法は、ボディ８１と蓋体９０とを固着できるのであれば螺着以外でもよく、バヨネットやフェルールやねじなどを用いても良く特に限定されない。
　本体部９３は例えばＰＶＣ製であり、円柱状に形成されている。本体部９３の一端面に流体入口９６と流体入口９６に連通する第一流路９５が設けられ、第一流路９５は本体部９３の中心軸線上に配置されている。本体部９３の外周面には底面が略円弧状に形成された螺旋溝９４が設けられ、螺旋溝９４の流体入口９６側の一端部はボディ８１の出口流路８９に連通している。螺旋溝９４の底面から第一流路９５の内周面にかけて螺旋溝９４と第一流路９５とを各々連通する複数の連通孔９７が設けられ、流体入口９６側から最も遠い場所に位置する連通孔９７は螺旋溝９４の他端部に連通している。各連通孔９７は、螺旋溝９４の中央軸線から側方にずらした溝側面に沿った位置で螺旋溝９４に連通している。
　本体部９３の外周はボディ８１の中空室８２の内周と略同径であり、本体部９３の流体入口９６の反対側の端部外周にはＯリングを有する環状溝が設けられ、Ｏリングを介して本体部９３の外周面と開口部８５の内周面とがシールされている。本体部９３は、ボディ８１の開口部８５から中空室８２に嵌合状態で挿入され、挿入された本体部９３の端部は台座８４に当接され、連通口８３に本体部９３の第一流路９５が連通した状態で蓋体９０とキャップナット９２によりボディ８１に固定されている。図１７では、出口開口８７が流体混合器の流体出口となり、出口流路８９が流体混合器の第二流路となり、ボディ８１の中空室８２と螺旋溝９４の内周面で螺旋流路が形成される。なお、ボディ８１の分岐部に中空室８２が設けられるのであれば、中空室８２はボディ８１の下部以外にあってもよい。
　次に第六の実施の形態に係る流体混合器の動作について説明する。
　流体混合器に流入した流体は、ボディ８１の入口開口８６から入口流路８８を通って本体部９３の第一流路９５へ流入する。本体部９３内の流路を流体が流れることによって流体の流れ方向の濃度分布がムラなく均一化される点の動作は、第三の実施の形態と同様なので説明を省略する。薬液は螺旋溝９４の形成された螺旋流路の内壁に沿って渦を巻く流れを発生させ（図１７の矢印）、螺旋流路における螺旋流れと合わせて螺旋流路の中心軸線と直角方向にも螺旋流れが発生し、これにより、螺旋流路内で薬液が効率よく撹拌される。さらに螺旋溝９４の底面を略円弧状にすることで、渦を巻く流れをよりスムーズに発生させることができる。螺旋流路内で薬液が撹拌されるので、径方向に流体が混合され、流体の流れ方向と径方向とに流体混合器によって流体を同時に混合することができる。また、流路内で渦を巻く流れを発生させることにより、流路内のデッドスペースをなくして流体の滞留を防止できる。
　均一化した流体は、螺旋溝９４によって形成された螺旋流路及び出口流路８９を通って出口開口８７から流出する。本実施の形態の流体混合器は分解及び組立が容易であり、分解した状態の本体部９３は外周に螺旋溝９４、内部に直線の第一流路９５が形成されたシンプルで入り組んだ部分が無い構造であるため、流体混合器を容易かつ確実に洗浄することができる。また、螺旋溝９４の底面が略円弧状であるため、螺旋溝９４の底に固形物が溜まることを防止でき、溝の隅々まで容易に洗浄することができる。そのため、特に分解、部品洗浄、及び組立の作業が頻繁に行われる食品分野において好適に使用できる。また、必要に応じて入口流路８８や出口流路８９内に図１２に示すようなスタティックミキサーエレメントを設置しても良い。
　以上の流体混合器における本体部７、４７、６６、９３、円筒体１４、５２、円筒体６１、６２、ボディ８１、蓋体９０、キャップナット９２等の各部品の材質は、樹脂製であればポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレンなどいずれでも良い。特に流体に腐食性流体を用いる場合は、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオロライド、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂などのフッ素樹脂であることが好ましい。フッ素樹脂製であれば腐食性流体に用いることができ、腐食性ガスが透過しても配管部材の腐食の心配がなくなるため好適である。本体部または筐体を形成する部材に透明または半透明な部材を用いても良く、この場合には、流体の混合状態を目視で確認できるため好適である。また、流体混合器に流す物質によっては各部品の材質は鉄、銅、銅合金、真鍮、アルミニウム、ステンレス、チタンなどの金属や合金であっても良い。特に流体が食品である場合、衛生的で寿命の長いステンレスが好ましい。流体混合器により混合される異種流体としては、気体、液体等の物質の相が異なる流体、物質の温度、濃度、粘土等が異なる流体、物質そのものの種類が異なる流体等、いかなるものでもよい。
　以上の実施の形態（例えば図１）では、第一流路１と第二流路３を同軸上に配設して主流路を形成したが、螺旋流路２の螺旋の内側中央に配設されるのであれば、主流路の構成はいかなるものでもよい。上記実施の形態（例えば図１）では、複数の分岐流路４ａ~４ｅを互いに同一形状としたが、主流路の流れ方向複数個所からその外側の螺旋流路２にかけてそれぞれ延設され、主流路と螺旋流路２とを複数個所でそれぞれ連通するのであれば、分岐流路を全て同一形状としなくてもよい。上記実施の形態（例えば図１）では、流体入口５を第一流路１の端部に設けるとともに、流体出口６を第二流路３の端部に設けたが、流体入口５を第二流路３の端部に、流体出口６を第一流路１の端部に設けてもよい。また、流体入口部と流体出口部のいずれか一方または両方を、螺旋流路２の端部に設けてもよい。すなわち流れ方向の一端部に流体入口５または流体出口６のいずれか一方を設けるとともに、流れ方向の他端部に流体入口５または流体出口６のいずれか他方を設けるのであれば、流体入口部と流体出口部は主流路の端部と螺旋流路の端部のいずれにあってもよい。
　主流路または螺旋流路の少なくとも一方の流路中央軸線から偏芯した位置で、主流路または該螺旋流路の少なくとも一方に連通するように設けられるのであれば、複数の分岐流路の構成は上述したものに限らない。上記実施の形態では、螺旋流路の所定位相における各々の螺旋溝からそれぞれ分岐流路を設けたが、例えば一部の螺旋溝からのみ分岐流路を設けてもよい。図１２では、第二流路３６にスタティックミキサーエレメント３７を配設したが、主流路の代わりに螺旋流路に配設してもよく、主流路と螺旋流路の両方に配設してもよい。
　なお、上記第一の実施の形態~第六の実施の形態を任意に組み合わせて流体混合器を構成してもよい。すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の流体混合器に限定されない。
　本発明によれば以下のような効果が得られる。
（１）流路内で一時的に流体の濃度が濃くなったり薄くなったりした状態でも、流体の流れ方向の濃度分布をムラなく均一化して混合でき、濃度の安定した流体の供給が可能である。
（２）分岐流路が偏芯して接続された流路形状によって流体が撹拌されて流れるので、流体の流れ方向の混合と共に径方向の混合が行われ、より均一に流体を混合することができる。
（３）流路内で渦を巻く流れを発生させることでデッドスペースをなくして流体の滞留を防止できる。
（４）流路内で一時的に流体の温度が高くなったり低くなったりした状態でも、流体の流れ方向の温度分布をムラなく均一化して混合でき、温度の安定した流体の供給が可能である。
（５）流体混合器を小型化することができ、その設置スペースも必要最小限にすることができる。
１　　第一流路
２　　螺旋流路
３　　第二流路
４ａ~４ｅ　　分岐流路
５　　流体入口
６　　流体出口
７　　本体部
８　　流体入口
９　　第一流路
１０　　流体出口
１１　　第二流路
１２　　螺旋溝
１３　　連通孔
１４　　円筒体
１５　　螺旋流路
３７　　スタティックミキサーエレメント
４１　　第一流路
４２　　螺旋流路
４３　　第二流路
４４ａ~４４ｅ　　分岐流路
４５　　流体入口
４６　　流体出口
４７　　本体部
４８　　流体入口
４９　　第一流路
５０　　螺旋溝
５１　　連通孔
５２　　円筒体
５３　　螺旋流路
５４　　流体出口
５５　　第二流路

Claims (12)

  1. 　異種流体を混合するための混合流路を有する流体混合器であって、
    　前記混合流路は、
    　第一流路と第二流路からなる主流路と、
    　該第一流路の周囲に第一流路に対し略同心状に形成され、一端部に該第二流路が連通する螺旋流路と、
    　前記第一流路の流れ方向複数個所とその外側の前記螺旋流路とをそれぞれ連通する複数の分岐流路と、
    　前記第一流路および前記第二流路のいずれか一方の端部に設けられた流体入口部と、
    　前記第一流路および前記第二流路のいずれか他方の端部に設けられた流体出口部とを有し、
    　前記複数の分岐流路は、前記主流路または前記螺旋流路の少なくとも一方の流路中央軸線から偏芯した位置で、該主流路または該螺旋流路の少なくとも一方に連通することを特徴とする流体混合器。
  2. 　前記主流路および前記分岐流路が内部に設けられるとともに、前記分岐流路に連通して外周面に螺旋溝が形成された本体部と、
    　前記本体部の外周面に嵌合され、前記螺旋溝とともに前記螺旋流路を形成する筐体とを備え、
    　前記主流路の第一流路および第二流路は、互いに同軸上に離間して配置され、
    　前記流体入口部および前記流体出口部は、それぞれ前記本体部の長手方向端部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の流体混合器。
  3. 　前記主流路および前記分岐流路が内部に設けられるとともに、前記分岐流路に連通して外周面に螺旋溝が形成された本体部と、
    　前記本体部の外周面に嵌合され、前記螺旋溝とともに前記螺旋流路を形成する筐体とを備え、
    　前記流体入口部および前記流体出口部の少なくとも一方は、前記筐体の周壁を貫通して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の流体混合器。
  4. 　前記螺旋溝は、底面が略円弧状に形成されてなることを特徴とする請求項２または３に記載の流体混合器。
  5. 　前記第一流路の流路断面積は、前記第一流路の一端部側から他端部側に向かって徐々に小さくされていることを特徴とする請求項２~４のいずれか１項に記載の流体混合器。
  6. 　前記螺旋流路の流路断面積は、前記第二流路と接続する一端部側から他端部側に向かって徐々に小さくされていることを特徴とする請求項２~５のいずれか１項に記載の流体混合器。
  7. 　前記筐体の端部にフェルール継手部が設けられていることを特徴とする請求項２~６のいずれか１項に記載の流体混合器。
  8. 　前記筐体は、フランジ部を介して長手方向に互いに連結される複数の部材からなることを特徴とする請求項２~７のいずれか１項に記載の流体混合器。
  9. 　前記部材は、一対の円筒部材であり、
    　これら各円筒部材の一端部には、径方向外側に突設された前記フランジ部がそれぞれ形成されるとともに、他端部には、径が縮小された縮径部がそれぞれ形成され、
    　前記本体部は、前記一対の円筒部材の内側に収容され、前記一対の円筒部材の前記フランジ部同士が連結されることにより固定されることを特徴とする請求項８に記載の流体混合器。
  10. 　前記筐体は、
    　一端部が開口された分岐部を有するボディと、
    　前記分岐部の開口を閉塞する蓋体とを有し、
    　前記分岐部は、中空室を形成するとともに、この中空室を介して前記ボディ内に入口流路と出口流路が形成され、前記本体部は、前記ボディの中空室に嵌合して配置されることを特徴とする請求項２~６のいずれか１項に記載の流体混合器。
  11. 　前記螺旋流路または前記主流路の少なくともいずれかに、スタティックミキサエレメントが設置されていることを特徴とする請求項１~１０のいずれか１項に記載の流体混合器。
  12. 　前記スタティックミキサエレメントは、流路軸心回りで所定角度ずつ交互に逆回りで捻られた複数の捻り板が、直列に連結されてなることを特徴とする請求項１１に記載の流体混合器。
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